沈仁芳：土壤資源不可再生 亟需加強頂層設(shè)計
一、土壤資源不可再生，亟需重點保護(hù)
“土壤是地球生命的源泉，形成是非常緩慢的，可以說三百年增加1厘米，某種意義上講，土壤就是不可再生的資源，所以，我們必須進(jìn)行重點保護(hù)。”沈仁芳所長表示，土壤的形成非常緩慢，為了保障土壤安全必須加強土壤安全的保護(hù)。
全球正面臨土壤水資源緊張、環(huán)境污染，氣候變化，能源短缺，生物多樣性銳減，生態(tài)服務(wù)功能退化等等問題。如何協(xié)調(diào)發(fā)揮土壤的生產(chǎn)功能、環(huán)境功能、生態(tài)功能，成為我國土壤安全急需要解決的重大任務(wù)。
土壤資源安全利用已經(jīng)成為世界共識，今年是國際土壤年，土壤安全基本內(nèi)涵是基于可持續(xù)發(fā)展驅(qū)動的一種土壤綜合概念，其關(guān)系到與糧食、纖維和淡水等相關(guān)的全球土壤資源的利用與保育，維持生物多樣性并保護(hù)生態(tài)系統(tǒng)的服務(wù)功能等，對環(huán)境可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。對土壤安全的認(rèn)識必須基于對土壤功能和土壤可能受到的挑戰(zhàn)來展開。
二、土壤安全面臨的六大全球挑戰(zhàn)
一般人提到土壤安全，恐怕腦子里第一個冒出來的是土壤污染，其實這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，土壤和水安全、糧食安全、能源安全、氣候變化減緩、生物多樣性的保護(hù)和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)等等都有非常密切的關(guān)系。
土壤的蓄水功能削弱了
土壤水庫能夠調(diào)節(jié)水資源的數(shù)量和分布，為水生態(tài)平衡提供保障。現(xiàn)在暴雨過后因為土壤的蓄水能力變?nèi)，更容易出現(xiàn)山體滑坡和地方洪澇災(zāi)害。
土壤資源數(shù)量和質(zhì)量同步下降，嚴(yán)重影響農(nóng)產(chǎn)品安全
土壤的功能之一是產(chǎn)生生物質(zhì)，為糧食生產(chǎn)提供物質(zhì)基礎(chǔ)和保障。據(jù)聯(lián)合國預(yù)測，到2050年，全球人口將達(dá)到90億，也有人說達(dá)到100億，2050年糧食需求要增加75%，特別是對發(fā)展中國家來說，需求增加的更大。而維系糧食生產(chǎn)的耕地土壤卻因工業(yè)化和城市化的加速發(fā)展，大量轉(zhuǎn)變?yōu)榉寝r(nóng)用地，耕地土壤資源數(shù)量和質(zhì)量同步下降，將會嚴(yán)重影響到國家糧食安全。同時，我國土壤污染問題十分突出，最新調(diào)查顯示，全國耕地土壤環(huán)境堪憂，耕地土壤中重度污染面積高達(dá)5000萬畝，土壤污染呈現(xiàn)出流域性和區(qū)域化發(fā)展的態(tài)勢，嚴(yán)重威脅到我國農(nóng)產(chǎn)品甚至社會穩(wěn)定發(fā)展。同時，我國農(nóng)村大量耕地撂荒現(xiàn)象普遍，許多優(yōu)質(zhì)的商品糧基地被開發(fā)為城市建設(shè)用地。
生物質(zhì)能源會引起人和糧食爭地的矛盾
當(dāng)前世界能源消費以化石能源為主，盡管我國能源資源總量較為豐富，但是人均能源資源擁有量較低，以煤炭、石油為主的化石能源都是不可再生能源，將來不可避免的用一些生物質(zhì)能源。生物質(zhì)能源具有清潔、多用途特征，已成為未來持續(xù)能源的重要組成部分，據(jù)估算，我國可開發(fā)的生物質(zhì)能源總量約7億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。我國耕地資源有限，開發(fā)生物質(zhì)能源就會引起和糧食爭地的矛盾。要解決這個矛盾就需要有后備土壤資源。生物質(zhì)能源工程的基礎(chǔ)是集約經(jīng)營現(xiàn)有土地，大規(guī)模開發(fā)利用農(nóng)、林后備土地，發(fā)展高效生物質(zhì)生產(chǎn)。因此，可以充分利用邊際土壤、荒地和后備土地資源，建立生物質(zhì)能源基地，提供規(guī)；哪举|(zhì)或植物油等能源資源。
氣候變化加速
近年來，全球氣候變化成為國際社會的核心議題之一。全球氣候變化的潛在原因是化石能源使用增加和土地利用改變。土壤與全球變化密切相關(guān)，土壤過程通過釋放或吸收溫室氣體以及其他氣體直接或間接地影響氣候變化。全球土壤碳存儲量大，質(zhì)量是大氣中的兩倍。土壤碳的釋放將對全球變暖產(chǎn)生重要影響。反之，土壤固碳能力對減緩大氣中溫室氣體增加具有重要潛力。可見，合理的管理措施可以影響土壤固碳潛力，緩解氣候變化，而且對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力和全球糧食安全產(chǎn)生積極的影響。另一方面，全球變化通過降雨、溫度和養(yǎng)分沉降等變化影響土壤過程，進(jìn)而影響生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力及其穩(wěn)定性。因此，有必要建立基于全球變化和人類活動影響的土壤生物地球化學(xué)循環(huán)模型，預(yù)測不同氣候變化條件下土壤的可能反饋，發(fā)展土壤固碳減排增匯技術(shù)等。
生物多樣性保護(hù)
《生物多樣性公約》是一項保護(hù)地球生物資源的國際性公約，于1992年在聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會上簽署生效。《生物多樣性公約》有3個主要目標(biāo)，即：保護(hù)生物多樣性、生物多樣性組成成分的可持續(xù)利用、以公平合理的方式共享遺傳資源的商業(yè)利益和其他形式的利用。土壤生物多樣性可定義為土壤生命的變化，從基因到群落以及土壤生物棲息地的變化，從微團(tuán)聚體到整個環(huán)境。土壤是物種最大基因庫和多樣性的棲息地，并且這些生物積極參與影響土壤形成的過程和功能。土壤生物群落對土壤生態(tài)功能，如養(yǎng)分運轉(zhuǎn)、有機質(zhì)分解、土壤結(jié)構(gòu)維持、溫室氣體產(chǎn)生、污染物凈化與調(diào)節(jié)發(fā)揮著重要作用。據(jù)統(tǒng)計，在氮素固定、有機廢棄物處理、土壤形成、化學(xué)污染修復(fù)及農(nóng)業(yè)害蟲的生物防治等方面，全球農(nóng)業(yè)土壤生物每年創(chuàng)造的總價值超過千億美元。正是由于土壤生物在陸地生態(tài)系統(tǒng)中的重要性，有關(guān)土壤生物多樣性的研究得到了廣泛的重視。英國自然與環(huán)境委員會于1999年啟動了為期5年的土壤生物多樣性研究計劃。聯(lián)合國糧農(nóng)組織也啟動了國際土壤生物多樣性計劃，開展與土壤生物多樣性的評價、管理和保護(hù)有關(guān)的基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。2014年中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項“土壤-微生物系統(tǒng)功能及其調(diào)控”正式啟動。該專項利用中科院建制化的土壤微生物學(xué)研究基礎(chǔ)，凝集跨學(xué)科的優(yōu)勢力量，發(fā)展土壤微生物研究的新技術(shù)、新方法，研究我國主要生態(tài)系統(tǒng)土壤微生物的組成、格局及其驅(qū)動機制;解析土壤關(guān)鍵元素生物地球化學(xué)循環(huán)的分子微生物生態(tài)學(xué)機理，揭示土壤地上-地下生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同作用機制，以整體提升我國土壤微生物資源的認(rèn)知水平及可持續(xù)利用的調(diào)控能力，發(fā)展土壤微生物定向培育為基礎(chǔ)的資源管理措施，為提高土壤養(yǎng)分利用率，保障我國糧食與生態(tài)安全提供重要依據(jù)。
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能
生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能從某種程度上講是前面幾個的綜合，是人類從生態(tài)系統(tǒng)獲得的各種惠益，是人類賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，包括支持服務(wù)、供給服務(wù)、調(diào)節(jié)服務(wù)和文化服務(wù)，生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)已經(jīng)成為當(dāng)前國際研究的前沿和熱點領(lǐng)域。土壤的支撐服務(wù)是為植物輸送營養(yǎng)物質(zhì)和基因庫提供支持，其調(diào)節(jié)服務(wù)是為土壤主要元素和水分循環(huán)以及廢物處理提供調(diào)控作用，而精神價值，考古保護(hù)和遺產(chǎn)卻是提供文化服務(wù)。這四大功能本身也可視為生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的基本內(nèi)容。
三、加強頂層設(shè)計，保障土壤安全
“土壤安全”正處于國家需求的巔峰，對我們土壤學(xué)家即是一個機遇，也是一個重要的挑戰(zhàn)！秶抑虚L期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》明確指出，將發(fā)展以提高土壤肥力、減少土壤污染等為主的生態(tài)農(nóng)業(yè)，2015年中央1號文件明確要求實施耕地質(zhì)量保護(hù)與提升行動，擴(kuò)大重金屬污染耕地修復(fù)，如何構(gòu)建我國土壤安全保障體系，既是土壤科學(xué)國際前沿問題，也是我國緊迫現(xiàn)實需求。
我們國家土壤課題的研發(fā)目前還是以各個部門分頭設(shè)計為主，缺乏全鏈條的頂層設(shè)計，難以形成合力和統(tǒng)一平臺的優(yōu)勢。當(dāng)前我國土壤修復(fù)市場巨大，但缺乏具有國家權(quán)威的創(chuàng)新平臺和技術(shù)體系來支撐土壤產(chǎn)業(yè)。國家急需圍繞土壤產(chǎn)業(yè)鏈部署創(chuàng)新鏈，迫切需要在計劃糧食生產(chǎn)區(qū)、后備耕地資源區(qū)、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和西部重度污染區(qū)以及生態(tài)脆弱區(qū)，研究我國土壤安全保障與土壤功能提升理論和集成技術(shù)體系及裝備的工程化應(yīng)用，保障國家糧食安全和生態(tài)環(huán)境安全。
加強頂層設(shè)計，土壤安全是系統(tǒng)工程，必須有強有力的組織和領(lǐng)導(dǎo)，才有可能真正把我國的土壤安全事業(yè)做好。
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